類彗星軌道小行星的可見光波段觀測研究

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鄭宇棋(Yu-Chi Cheng) 查詢紙本館藏

畢業系所

天文研究所

論文名稱

類彗星軌道小行星的可見光波段觀測研究
(Optical Observation and Research on Asteroids in Cometary Orbits (ACOs))

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摘要(中)

類彗星軌道小行星是一種不同於一般主帶小行星的天體，它們擁有類似彗星的軌道特徵，以相當的橢圓軌道繞太陽公轉，並與木星軌道重疊。受到木星重力場影響，這類小天體穩定存在於軌道的時間尺度平均僅4.5×107年（Levison & Duncan, 1997），關於這類天體的存在，我們可以理解成軌道演化過程中的一個暫時態（transient state），因此，它們的來源與未來演化，也就成了一個有趣的課題。
在本文中，我使用鹿林一米望遠鏡來進行可見光的觀測工作，取得類彗星軌道小行星的顏色與光度變化資料，來分析它們的顏色分佈趨勢，比對先前文獻，尋找是否和已知類型的小天體聚落（如彗星核心、半人馬座天體、特洛依小行星）有任何關聯性。另外我也利用現有的軟體套件，對觀測目標做軌道演化的模擬計算。
在近一年的觀測裡，共取得了41個類彗星軌道小行星的顏色資訊，4個自轉光變曲線，並且發現了一個新的間歇性活躍天體—212P。初步的成果顯示，所觀測的41個小行星，由於亮度已接近一米望遠鏡的測光極限，光度誤差相當大，其顏色分佈趨勢相當疏散，需要累積更多的觀測資料，才足以判定它們真正的分佈狀況。在軌道演化的模擬計算中，我發現從現有的軌道參數，無法直接判斷一個天體是否存在於不穩定的類彗星軌道，在41個觀測目標中，僅四成天體的運行軌道在十萬年間會有顯著改變。
未來我將以這兩年的研究方法與成果為基底，與即將上線觀測的泛星計畫（Pan-STARRs）合作，使用龐大的移動天體資料庫（Moving Object Processing System, MOPS）來進行更精確、更大量的分析判斷，以探索太陽系小天體的演化史。

摘要(英)

Asteroids in Cometary Orbits (ACOs) belong to an unusual type of asteroids with large orbital eccentricity. The planet-crossing orbit will decrease the stability of their current orbit at a mean timescale of 4.5×107 years (Levison & Duncan, 1997). We can regard the ACOs as a transient state of the small body evolution, therefore it is an interesting topic to discuss the origin and evolution of ACOs.
In this work, I used the Lulin One-meter Telescope (LOT) to do the optical observation to get the color and light-curve of ACOs. To trace their origin, we compared our observation data to other asteroid groups which types are already known like the cometary nuclei, Centaur objects, and Trojan asteroids to find any possible relation. In addition, I also looked backward into the history of ACOs via orbital simulation with the Mercury package.
I got the color information of 41 ACOs, and rotation curves of 4 ACOs, and find a new quasi-active comet in last year. Limited by the aperture of LOT, the photometry accuracy is not enough for me. The preliminary result shows there has no significant trend of color distribution. We need more observations and ACO data to confirm whether they really have some possible relation between physical parameters and color. The result of orbital simulation shows that the current orbital parameters are not a good criterion to select the ACOs. Only 40% of my targets have clearly changed their orbital parameters in the past 100,000 years.
I plan to use the Pan-STARRS database to improve my current research in the future. The Moving Object Processing System (MOPS) can provide an extremely large photometry and astrometry data for analyzing the detail of ACOs.

關鍵字(中)

★ 觀測
★ 古柏帶天體
★ 彗星
★ 小行星

關鍵字(英)

★ Asteroids
★ Comets
★ Kuiper Belt Objects
★ Observation

論文目次

中文摘要 i
英文摘要 ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 viii
一、緒論 p. 1
1.1 太陽系的形成 p. 1
1.2 太陽系的物質分布 p. 3
1.3 小天體的分類 p. 5
1.3.1 軌道參數定義 p. 5
1.3.2 顏色測量 p. 6
1.3.3 泰瑟瑞參數（Tisserand Parameter） p. 8
1.4 古柏帶天體、半人馬小行星、與木族彗星的演化關係 p.10
1.4.1 古柏帶天體 (Kuiper Belt Objects, KBOs) p.10
1.4.2 半人馬座天體 (Centaurs) p.12
1.4.3 木族彗星 (Jupiter Family Comets, JFCs) p.12
二、研究目的與方法 p.13
2.1 彗星與小行星 p.13
2.2 研究動機 p.15
2.3 研究方向 p.16
2.4 研究方法 p.16
2.4.1 觀測手法 p.16
2.4.2 觀測目標的選擇 p.18
2.4.3 觀測計畫的安排 p.20
三、觀測與資料處理 p.21
3.1 鹿林天文台儀器概況 p.21
3.2 觀測紀錄 p.23
3.3 觀測影像還原流程 p.24
3.4 光度測量 p.26
3.5 標準星與消光曲線 p.27
3.6 顏色係數修正 p.28
四、結果分析與討論 p.29
4.1 軌道模擬計算 p.29
4.1.1 基本參數設定 p.29
4.1.2 結果分析 p.30
4.2 多波段光度測量 p.33
4.2.1 顏色分佈圖的意義 p.33
4.2.2 類彗星軌道小行星的顏色分佈圖 p.34
4.2.3 顏色與其他軌道參數之相關性 p.35
4.2.4 其它類型小天體的顏色分佈圖比較 p.37
4.3 自轉與光變曲線 p.38
4.3.1 (7358)Oze p.40
4.3.2 1998BE7 p.40
4.3.3 2001WU1 p.41
4.3.4 2003SB220 p.41
4.4 間歇性活躍天體 p.42
4.4.1 212P/2000YN30(NEAT) p.42
4.4.2 107P/Wilson-Harrington p.45
4.4.3 (3200) Phaethon p.45
4.4.4 活動機制的探討 p.46
五、結論與未來展望 p.48
參考文獻 p.51
附錄 p.55

參考文獻

[1] R. P. Binzel, T. Gehrels and M. S. Matthews. Asteroids II. 1989.
[2] Biver, N., A. Winnberg, D. Bockelee-Morvan, P. Colom, J. Crovisier, E. Gerard, B. Germain, F. Henry, E. Lellouch, F.T. Rantakyro, J.K. Davies, M. Gunnarsson, H. Rickman, R. Moreno, G. Paubert, D. Despois, H. Rauer. Post-perihelion observation of the distant activity of comet C/1995 O1(Hale-Bopp) with the Swedish-ESO Submillimeter Telescope (SEST). Asteroids, Comets and Meteors, 1999.
[3] Bus, S.J. and R.P. Binzel. Phase II of the small main-belt asteroid spectroscopic survey: A feature-based taxonomy. Icarus 158, p.146-177, 2002.
[4] A. Carusi, L. Kresak, E. Perozzi, and G.B. Valsecchi. High-order librations of Halley-type comets. A&A 187, p.899-905, 1987.
[5] Alan B. Chamberlin, Lucy-Ann McFadden, Rita Schulz, David G. Schleicher and Schelte J. Bus. 4015 Wilson-Harrington, 2201 Oljato, and 3200 Phaethon: Search for CN Emission. Icarus 119, 173-181, 1996.
[6] J. E. Chambers. A hybrid symplectic integrator that permits close encounters between massive bodies. MNRAS 304, 793-799, 1999.
[7] C. G. Diac and R. Gil-Hutton. Collisional Activation of asteroids in cometary orbits. A&A 487, 363-367, 2008.
[8] Fernandez J. A. On the existence of a comet belt beyond Neptune. MNRAS 192, 481-491, 1980.
[9] Yanga R. Fernandez, David C. Jewitt, and Scott S. Sheppard. Albedos of asteroids in comet-like orbits, AJ 130, 308-318, 2005.
[10] B.A.S. Gustafson. Geminid meteoroids traced to cometary activity on Phaethon. A&A 225, 533-540, 1989.
[11] Steve B. Howell. Handbook of CCD Astronomy. Cambridge Univ. Press, 2006.
[12] Henry H. Hsieh and David Jewitt. Active asteroids: mystery in the Main Belt. Asteroids, Comets and Meteors 229, 425-437, 2005.
[13] Humberto Campins, David J. Osip, G. H. Rieke and M. J. Rieke. Estimates of the radius and albedo of comet-asteroid transition object 4015 Wilson-Harrington based on infrared observations. Asteroids, Comets and Meteors 43, 733-736, 1993.
[14] J. H. Jeans, Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, ontaining Papers of a Mathematical or Physical Character, Vol. 199 , 1-53, 1902.
[15] David Jewitt. The active centaurs. AJ 137, 4296-4312, 2009.
[16] D. Jewitt, A. Morbidelli, and H. Rauer. Trans-Neptunian Objects and Comets. 2008.
[17] D. Jewitt and J. Luu. Discovery of the candidate Kuiper belt object 1992 QB1. Nature 362, 730-732, 1993.
[18] D. Jewitt and J. Luu. Colors and spectra of Kuiper Belt Objects. AJ 122, 2099-2114, 2001.
[19] Toshihiro Kasuga and David Jewitt. Observations of 1999 YC and the breakup of the Geminid stream parent. AJ 136, 881-889, 2008.
[20] D. Kinoshita, C.-W. Chen, H.-C. Lin, Z.-Y. Lin, K.-Y. Huang, Y.-S. Chang, and W.-P. Chen. Characteristics and Performance of the CCD Photometric System at Lulin Observatory. ChJAA 5, 315-326, 2005.
[21] Kirkwood, Daniel. "On the Theory of Meteors" in Proceedings of American Association for the Advancement of Science for 1866, 8-14, 1866.
[22] G. P. Kuiper. On the origin of the solar system. Proceedings of the National Academy of Science 37, 1-14
[23] P. Lamy, and I. Toth. The colors of cometary nuclei-Comparison with other primitive bodies of the Solar System and implications for their origin. Icarus 201, 674-713, 2009.
[24] Landolt, A. U. UBVRI photometric standard stars in the magnitude range 11.5-16.0 around the celestial equator. AJ 104, 340-371, 1992.
[25] Levison H. F. and Morbidelli A. The formation of the Kuiper belt by the outward transport of bodies during Neptune's migration. Nature 426, 419-421, 2003.
[26] Levison H. F. and Duncan M. J. From the Kuiper Belt to Jupiter-Family Comets: The Spatial Distribution of Ecliptic Comets, Icarus 127, 13-32, 1997.
[27] K. Ohtsuka, T. Sekiguchi, D. Kinoshita, J.-I. Watanabe, T. Ito, H. Arakida, and T. Kasuga. Apollo asteroid 2005 UD: split nucleus of (3200) Phaethon?. A&A 450, L25-L28, 2006.
[28] Imke de Pater and Jack J. Lissauer. Planetary Sciences. 2001.
[29] N. Peixinho, A. Doressoundiram, A. Delsanti, H. Boehnhardt, M. A. Barucci, and I. Belskaya. Reopening the TNOs color controversy: Centaurs bimodality and TNOs unimodality. A&A 410 L29-L32, 2003.
[30] C. Snodgrass, A. Fitzsimmons, and S. C. Lowry. The nuclei of comet 7P/Pons-Winnecke, 14P/Wolf and 92P/Sanguin. A&A 444, 287-295, 2005.
[31] C. Snodgrass, S. C. Lowry, and A. Fitzsimmons. Photometry of cometary nuclei: rotation rates, colours and a comparison with Kuiper Belt Objects. MNRAS 373, 1590-1602, 2006.
[32] C. Snodgrass, S. C. Lowry, and A. Fitzsimmons. Optical observations of 23 distant Jupiter Family Comets, including 36P/Whipple at multiple phase angle. MNRAS 385, 737-756, 2008.
[33] Tholen, D. J.. Asteroid Taxonomy from Cluster Analysis of Photometry. Ph.D. dissertation, University of Arizona. 1984.
[34] Tiscareno M. S. and Malhotra R. The dynamics of known Centaurs, AJ 126, 3122-3131, 2003.
[35] Xu, S., R. P. Binzel, T. H. Burbine, S. J. Bus. Small main-belt asteroid spectroscopic survey: Initial Results. Icarus 115, 1-35, 1995.
[36] AstDys小天體查詢介面
http://hamilton.dm.unipi.it/astdys/index.php?pc=3.1
[37] 國際天文聯合會小行星中心
http://www.cfa.harvard.edu/iau/MPEph/MPEph.html
[38] 鹿林天文台
http://www.lulin.ncu.edu.tw
[39] Princeton Instruments公司網頁
http://www.princetoninstruments.com/
[40] NEAT archive data
http://skyview.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/skymorph/mobs.pl
[41] 小行星光譜類型線上分類
http://smass.mit.edu/cgi-bin/busdemeoclass-cgi

指導教授

葉永烜(Wing-Huen Ip)

審核日期

2009-8-19

推文